Электрические источники света

Электрические источники света по способу генерирования лучистой энергии делятся на люминесцентные и температурные.К первой группе относятся газоразрядные лампы. Вторую группу составляют лампы накаливания.

Люминесцентные источники света более экономичны, поэтому в производственной практике преимущественное предпочтение отдают им.

Осветительные установки с лампами накаливания используются в том случае, если технико-экономический расчёт показывает нецелесообразность применения люминесцентных ламп. Достаточно широкое распространение ламп накаливания объясняется простотой эксплуатации и отсутствием специальных устройств для включения в электрическую сеть.

Электрические лампы накаливания.

Процесс преобразования тепловой энергии в лучистую осуществляется в лампах накаливания следующим образом. При прохождении тока через проводник (нить накала лампы) с достаточно высоким сопротивлением выделяется тепло, т.е. тепловое излучение (инфракрасный диапазон волн). Молекулы и атомы при этом совершают колебательные или вращательные движения.

Видимое излучение возникает только при больших температурах нити накала (100 К), когда возникает переход электронов с базисного уровня атома на более высокий и обратно. С повышением температуры нити накала увеличивается средняя величина кванта энергетического перехода и соответственно спектральный состав излучения. Связь длины волны с температурой излучения (нагрева) подчиняется закону смещения Вина:

где - - максимальная длина волны при заданной температуре , мкм;

- абсолютная температура, К.

Световая эффективность излучения К достигает достигает максимума при 6500К (рис. 2.1)

 

Рис. 2.1 - Зависимость световой эффективности от температуры излучателя

При этом световая эффективность излучения, т.е. доля светового потока в общем потоке излучения, составляет примерно 14 – 15%.

Температура нагрева нитей накаливания, выполненных из наиболее тугоплавкого металла – вольфрама, не может превышать 3660 К (температура плавления вольфрама). Этой температуре соответствует световая эффективность 4%.

В реальных условиях вольфрамовые нити накаливания нагреваются до температуры 2450 – 2900 К. Этим температурам соответствует световая эффективность не более 2%.

Отсюда следует, что лампа накаливания является источником света с очень низким КПД. Совершенствование этих ламп связано с повышением их световой эффективности, которая зависит от температуры нагрева нити лампы. Сложность решения этой проблемы заключается в том, что с повышением температуры вольфрамовой нити существенно интенсифицируется процесс испарения металла и сокращается срок службы лампы.

Устройство лампы накаливания показано на рис. 2.2. основным рабочим элементом лампы является нить накаливания из вольфрамовой проволоки, которая выполнена в виде спирали с целью снижения скорости испарения металла и уменьшения потерь тепла. В более совершенных (экономичных) лампах нить накаливания выполнена в виде двойной (биспиральные) или тройной (триспиральные) спирали. Подводящие электроды выполнены из никеля. Цоколь имеет резьбу для крепления в патроне.

Рис. 2.2. Конструкция лампы накаливания:

1 – стеклянная колба; 2 –спираль; 3 – крючки; 4 – линза; 5 – штабик; 6 – электроды; 7 – лопатка; 8 – штенгель; 9 – цоколь; 10 – изолятор; 11 – нижний контакт.

 

Лампы мощностью 15 25 Вт - изготовляют вакуумными (тип В), а лампы мощностью 40 - 1500 Вт – газополные (типы: Г – моноспиральная, Б – биспиральная, К – газ наполнитель – криптон). Колбы ламп заполняют аргоном, с добавлением 12 – 16% азота или криптона (тип БК), что способствует уменьшению испарения накалённого вольфрама, а это позволяет увеличить температуру нити от 2100 С, например в вакуумных лампах, до 2600 С в газополных лампах, благодаря чему улучшаются электрические и световые параметры ламп и повышается их световая отдача. Инертный газ при максимально большом давлении (0,1 МПа) обеспечивает резкое (в 10 и более раз) снижение распыления вольфрама с нити накаливания.

На цоколе или колбе лампы указывается мощность и номинальное напряжение. В каталоге (ГОСТ 2239-79) приводится характеристика ламп: мощность (Вт), тип наполнения колбы и тела накала (В, Г, БК, Б), номинальный световой поток (лм) и размеры (длина и диаметр).

Средняя продолжительность горения лампы накаливания составляет 1000 ч.

Важной характеристикой ламп накаливания является световая отдачаН – отношение светового потока Ф к мощности лампы Р:

где - световая отдача лампы;

- световой поток лампы, лм;

- мощность потребления лампой электрической энергии, Вт.

Этот показатель зависит от температуры нити накала и колеблется для ламп накаливания от 11 до 18 лм/Вт.

Лампы накаливания чувствительны к изменению напряжения питающей сети. Так, при изменении напряжения сети на , световой поток изменяется на , световая отдача на и срок службы на .

Световая отдача электрических ламп накаливания общего назначения, предназначенных для освещения помещений и наружного освещения, номинальной мощностью 15…1000 Вт, рассчитанных на напряжение 215…225В, которым отвечает номинальный световой поток 105…18600 лм, монотонно возрастает с увеличением мощности и составляет соответственно 7…18,6лм/Вт при средней продолжительности горения не менее 1000 ч, отвечающей расчётному напряжению 220 В. Лампы с повышенной световой отдачей, колбы, которых заполнены смесью криптона и азота, имеют биспиральную нить и меньшие габаритные размеры, чем аналогичные лампы с заполнением колбы смесью аргона и азота (табл. 2.1).

 

Таблица 2.1. Основные характеристики ламп накаливания

Мощность, Вт	Напряжение сети, В	Световой поток, лм	Световая отдача лм/Вт	Габаритные размеры, мм
диаметр	длина
Лампы общего применения с нормальной световой отдачей
			7,0
			8,8
			10,4
			11,9
			12,7
			13,5
			14,0
			14,6
			15,4
			16,6
			17,5
			18,6
Лампы общего применения с повышенной световой отдачей
			11,5
			13,2
			13,6
			14,5
Лампы для местного освещения
	12/24/36	200/-/	13,3/-/-
	12/24/36	380/340/340	15,2/13,6/13,6
	12/24/36	620/500/540	15,5/12,5/13,5
	12/24/36	-/980/940	-/16,3/15,7
	12/24/36	-/1710/1575	-/17,1/15,75

 

Повышение напряжения, хотя и увеличивает световой поток лампы, но её значительно сокращает продолжительность её горения. Снижение напряжения сопровождается заметным удлинением срока службы лампы и ощущаемым изменением спектра излучения, в результате чего освещаемые объекты приобретают изменённые цвета – жёлтый становится белым, тёмно-синий – чёрным и т.п. Так как глаз человека наиболее чувствителен к жёлто-зелёным лучам, которых в спектре излучений ламп накаливания мало, световой КПД этих ламп незначителен и составляет до 6%.

Лампы накаливания – наиболее надёжные источники света и работа их практически не зависит от температуры окружающей среды.

Кроме электрических ламп накаливания общего применения изготовляют зеркальные лампы номинальной мощностью 40…1000 Вт с глубоким или широким светораспределением, у которых на внутренней поверхности стеклянной колбы около цоколя нанесён тонкий слой серебра или алюминия, отражающий направленный световой поток, используемый для непосредственного освещения рабочих поверхностей достаточно высоких производственных помещений с тяжёлыми условиями окружающей среды. Средняя продолжительность горения зеркальных ламп составляет 750…1500 ч.

В приборах местного освещения и переносных источниках света применяют лампы накаливания номинальной мощностью 15…100 Вт, предназначенные для номинального напряжения 12…36 В.

Широкое распространение получили галогенные лампы накаливания, обладающие свойством регенерации вольфрамовой нити накала. В колбу добавляют йод. Пары йода от нити накала перемещаются к стенке колбы и образуют с частицами вольфрама йодистый вольфрам. Последний в зоне нити распадается на вольфрам (оседает на нити) и пары йода, которые снова перемещаются к колбе.

Срок службы галогенных ламп вдвое выше при несколько увеличенной световой отдаче.

В трубчатых кварцевых галогенных лампах накаливания, изготовляемых из нагревостойкого стекла в виде цилиндра диаметром 7…12 мм с вольфрамовой нитью, расположенной по его оси, номинальной мощностью 1000…5000 Вт и более, со световой отдачей 22 лм/Вт, происходит благодаря наличию в заполнителе – аргоне, криптоне или ксеноне – дозированного количества йода, непрерывная регенерация вольфрамовой нити, что обеспечивает среднюю продолжительность горения до 3000 часов.

Люминесцентные источники света.

В отличие от ламп накаливания люминесцентные источники света обладают более высокой экономичностью. Световая отдача этих источников света в зависимости от типа ламп составляет 90 95 лм/Вт.

Вторым преимуществом этих ламп является продолжительный срок службы (10000 ч и более).

Процесс генерации светового излучения в этих лампах складывается из двух этапов.

Первый этап – сначала возбуждается электрический разряд в среде газа или паров металла (ртути). Возникающая при этом лучистая энергия воздействует на люминофор, нанесённый на внутреннюю поверхность колбы лампы. В результате фотолюминесценции возникает свечение люминофора. Электрический разряд в среде паров ртути преобразует примерно 2% подведенной электрической энергии в видимое излучение и 63% в ультрафиолетовое излучение. Остальная энергия – тепловые потери.

На втором этапе – ультрафиолетовое излучение в слое люминофора возбуждает интенсивное видимое излучение. КПД такого источника света составляет 20 21%, т.е. 1/5 подведенной энергии преобразуется в энергию светового излучения.

Излучение люминесцентных ламп состоит из непрерывной полосы свечения люминофора, на которую накладывается линия излучения паров ртути.

В качестве люминофоров применяются различные соли: борат кадмия (малиново-красная полоса – фосфат кальция (синяя полоса и др. В зависимости от состава люминофора можно получить требуемую полосу спектра светового излучения.

По способу возбуждения электрического разряда в парах ртути люминесцентные источники света делятся на лампынизкого и высокогодавления.

В парах ртути при низком давлении (около 1 Па) свободные электроны под действием электрического поля разряда возбуждают или ионизируют атомы. При этом электроны возбуждённого атома переходят на более высокий уровень, с которого они очень быстро () возвращаются на свой базисный уровень.

Такой процесс вызывает световое излучение на частоте, определяемой энергией, сообщённой атому (резонансное излучение). Таким образом, при низком давлении паров ртути возникает линейчатое световое излучение.

При увеличении давления паров ртути (0,3 – 1,5 МПа) и плотности тока электрического разряда свободные электроны, обладающие большой энергией, переводят уже возбуждённые атомы на более высокие уровни. Переход атома в нейтральное состояние происходит в несколько ступеней. При этом расширяется линия излучения и создаётся непрерывный фон видимого излучения.

Люминесцентная лампа низкого давления – представляет собой стеклянную трубку 1 (рис. 2.3), на концах которой закреплены нити накала 3 из вольфрамовой проволоки. Нити накала служат также электродами при возбуждении электрического разряда. Концы нити накала выведены через цоколи 2 штырям 4.

Рис. 2.3. Конструкция люминесцентной лампы низкого давления:

1 – стеклянная трубка; 2 – цоколи; 3 – нити накала; 4 – штыри.

 

Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора. После откачки воздуха (давление 1 Па) в трубку для снижения распыления вольфрама с электродов и облегчения зажигания лампы вводится инертный газ аргон, а также определённое количество ртути.

Люминесцентные трубчатые лампы низкого давления по цветности излучения делятся на лампы белого света (ЛБ), тепло-белого света (ЛТБ), холодно-белого света (ЛХБ), дневного света (ЛД) и лампы дневного света с исправленной цветностью (ЛДЦ).

 

Таблица 2.2. Основные характеристики трубчатых люминесцентных ртутных ламп низкого давления

Мощность, Вт	Напряжение сети, В	Световой поток, лм	Габаритные размеры, мм
ЛДЦ	ЛД	ЛХБ	ЛТБ	ЛБ	диаметр	длина
		600/530	700/590	800/680	820/700	820/760
		850/820	1000/920	1020/950	1100/975	1200/1180
		1500/1450	1800/1640	1940/1800	2020/1880	2180/2100
		2200/2100	2500/2340	3000/2780	3100/2780	3200/3000
		3160/3050	4000/3570	4400/4100	4650/4200	4800/4550
		3800/3560	4300/4070	5040/4600	5200/4720	5400/5220

Налажено производство люминесцентных ламп типов ЛЕ, ЛЕЦ – естественно белого света и с повышенным качеством цветопередачи, а также цветных – красного, розового, жёлтого, зелёного и голубого света, применяемых для декоративного освещения.

На пищевых предприятиях при отсутствии высоких требований к цветопередаче используют преимущественно наиболее экономичные люминесцентные лампы типа ЛБ, имеющие наивысшую световую отдачу до 80лм/Вт, что значительно превышает тепловую отдачу ламп накаливания, которые сохраняют некоторое значение для освещения помещений с грубыми работами или там, где осуществляется общее наблюдение за ходом производственного процесса предприятия.

 

Схема включениялюминесцентной лампы низкого давления показана на рис. 2.4, а. В качестве элементов схемы входят стартер 2, дроссель 4 и конденсаторы 1, 6, 8. Трубчатые люминесцентные ртутные лампы низкого давления для зажигания требуют повышенного напряжения. Их включают в сеть переменного напряжения последовательно с балластным устройством в виде дросселя 4, стабилизирующего ток при дуговом разряде Стартер 2 представляет собой ионное реле (неоновую лампу). В колбе лампы, заполненной неоном, размещены два электрода. Один из электродов представляет собой биметаллическую пластину. В нагретом состоянии она замыкается со вторым электродом, а в холодном – размыкается.

Рис. 2.4 - Схемы включения люминесцентных ламп низкого давления:

а – одноламповая; б – двухламповая.

 

Процесс пуска лампы состоит из следующих этапов: подготовки лампы к зажиганию, возбуждения разряда в среде инертного газа и паров ртути и обеспечения устойчивого разряда в колбе лампы.

При включении лампы в сеть переменного тока возникает тлеющий разряд в колбе неоновой лампы стартера, (в колбе люминесцентной лампы разряд не возникает из-за низкого напряжения между её электродами). Биметаллическая пластина стартера (электрод) нагревается и выгибается до замыкания со вторым электродом. Замыкается цепь: сеть АВ, дроссель 4, электроды стартера 2 и электроды люминесцентной лампы 3.

Затем начинается второй этап – нагрев вольфрамовых нитей электродов до 800 1000 С и испарение ртути. Этот этап длится до тех пор, пока не разомкнутся электроды стартера (они охлаждались, поскольку тлеющий разряд после замыкания электродов прекратился).

Третий этап (зажигание лампы) начинается с момента размыкания электродов неоновой лампы. В дросселе 4 возникает большая ЭДС, и между электродами лампы 3 создаётся большая разность потенциалов, достаточная для зажигания лампы. В первый момент электрический разряд возникает в аргоне, а по мере испарения ртути – в парах ртути. Электроды стартера остаются разомкнутыми, так как напряжение зажигания неоновой лампы выше напряжения между электродами горящей лампы и ниже напряжения сети.

Под действием ультрафиолетовых лучей разряда в среде паров ртути люминофор начинает ярко светиться.

В схеме предусмотрен конденсатор 6 (С = 4…6 мкФ) для повышения коэффициента мощности установки до cos φ = 0,85…0,95, который за счёт дросселя 4 снижается до cos φ = 0,5 0,6. Этот конденсатор шунтируют разрядным резистором 5, обеспечивающим снижение напряжения до 50 В через 1 мин после отключения установки от питающей сети. Конденсатор 1 (С = 0,06 мкФ) – для подавления радиопомех стартера 2 лампы.

Особенностью люминесцентных ламп является наличие пульсации световогопотока, которая вызвана безынерционностью излучения электрического разряда. Частота колебаний светового потока равна удвоенной частоте изменения напряжения сети переменного тока. Изменение величины светового потока определяется длительностью послесвечения люминофора (отношение разности максимального и минимального значений светового потока за период изменения к средней величине) и составляет 27%.

Пульсация светового потока вызывает утомление зрения и стробоскопический эффект – искажение видимого состояния подвижных предметов. Например, деталь, вращающаяся с частотой пульсации светового потока, будет казаться неподвижной. При обслуживании таких установок могут возникнуть случаи производственного травматизма.

Для уменьшения пульсации светового потока люминесцентные лампы, находящиеся в одном помещении, включают на разные фазы трёхфазной сети, применяют также двухламповые схемы включения с искусственным сдвигом фаз. В цепи одной лампы за счёт дросселя ток отстаёт по фазе от напряжения, а в цепи второй лампы с помощью конденсатора создаётся опережающий по фазе ток. В результате можно подобрать сдвиги фаз такими, что максимальному световому потоку одной лампы будет соответствовать минимальный световой поток второй лампы.

В однофазной двухламповой установке с расщеплённой фазой устранены отмеченные недочёты и одновременно компенсирована реактивная мощность с улучшением коэффициента мощности (рис. 2.4, б).

В ней лампа с электродами 3, имеющая в своей цепи дроссель 6, питается отстающим током, а лампа с электродами 5, у которой в цепи находится конденсатор 8 – током, опережающим напряжение. Параллельное включение таких цепей при соответствующем подборе их параметров заметно ослабляет колебания светового потока, снижает этим стробоскопический эффект и позволяет довести коэффициент мощности установки до значения cos

Кроме стартерных схем пуска люминесцентных ламп, применяются бесстартерные (быстрого и мгновенного зажигания), обеспечивающие в момент пуска подачу на лампу повышенного напряжения (500 В и более).

Люминесцентные лампы ярче горят при температуре окружающей среды около +25 и нагреваются при этом до температуры не выше + 50 Средняя продолжительность горения этих ламп не менее 12000 … 15000 ч, но к концу этого срока световой поток их снижается до 60% начального. Отклонение напряжения от номинального значения, частые включения и отключения, низкая температура окружающей среды заметно сокращают срок службы ламп. Крайне неблагоприятно сказывается снижение напряжения ниже 80% так как при этом люминесцентные лампы могут не зажигаться, начинают мигать, в результате чего происходит распыление окиси бария, покрывающего электроды, и лампа преждевременно выходит из строя. Люминесцентные лампы работают нормально в интервале температур от +5 до +50 Установка их в помещениях с температурой воздуха ниже +5 не допускается без специальных приспособлений. Поскольку световой КПД люминесцентных ламп намного выше, чем ламп накаливания, они позволяют значительно увеличить освещённость рабочих поверхностей и обеспечить высокое качество освещения без увеличения мощности светотехнической установки.

Люминесцентные лампы высокого давления. В этих лампах первый этап преобразования электрической энергии в энергию светового излучения осуществляется в кварцевой разрядной трубке, в которую вводится дозированное количество ртути и аргон под давлением около 1 МПа. Электрический разряд в среде паров ртути при высоком давлении вызывает излучение в широком диапазоне видимого спектра (за исключением красной части).

Второй этап преобразования – свечение люминофора.

Существует несколько разновидностей люминесцентных ламп высокого давления: ДРЛ (дуговая разрядная люминесцентная), ДРИ (дуговая ртутная йодная), НЛВД (натриевая лампа высокого давления) и др. Конструктивно эти лампы очень похожи. Отличительными особенностями являются различие газовой среды, в которой производится разряд.

Устройство газоразрядной люминесцентной лампы высокого давления рассмотрим на примере лампы ДРЛ (рис. 2.5)

Рис. 2.5 - Устройство газоразрядной люминесцентной лампы высокого давления ДРЛ:

1 – разрядная кварцевая трубка; 2 – электроды; 3 – стеклянная колба; 4 – цоколь.

 

Разрядная кварцевая трубка 1 с электродами 2 размещена в стеклянной грушевидной колбе 3. Последняя выполняет двойную функции: защищает трубку 1 от внешней среды и обеспечивает генерирование дополнительного светового потока с помощью люминофора, который нанесён на внутреннюю поверхность колбы. С помощью цоколя 4 лампа ввинчивается в патрон.

Видимый световой поток, возникающий в кварцевой трубке, проникает сквозь слой люминофора и складывается с потоком, генерированным под действием ультрафиолетовых лучей в слое люминофора. Состав люминофоров подбирают таким образом, чтобы в световом потоке был представлен весь спектр видимого излучения.

Световая отдача ламп ДРЛ составляет 40 – 55 лм/Вт, средняя продолжительность горения около 7500 ч.

Существенным недостатком этих ламп является длительный период загорания.

Устойчивый режим горения лампы с номинальным световым потоком устанавливается через 5 – 6мин, а повторный пуск возможен только после её остывания.

Таблица 2.3. Основные характеристики дуговых газоразрядных ламп высокого давления

Мощность, Вт	Напряжение сети, В	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт	Габаритные размеры, мм
диаметр	длина
Лампы ртутные типа ДРЛ
		3400/3200	42,5/40,0
		6000/5400	48,0/43,2
		13000/12000	52,0/48,0
		23000/23000	57,5/57,5
		40000/38000	57,1/54,2
		58000/55000	57,0/52,0
Лампы металлогалогенные типа ДРИ
			76,0
			85,0
			85,8
			90,0
			80,0
			95,0
Лампы натриевые типа НЛВД
			100,0
			117,5
			120,0
			125,0

 

В лампах ДРЛ в ртутный разряд вводят различные добавки (йодиды таллия, индия, натрия), которые обеспечивают лучшую цветопередачу и световую отдачу (70 – 95 лм/Вт.)

Несмотря на наличие люминофора цветопередача при освещении лампами типа ДРЛ, излучающими свет с явно выраженным зеленоватым оттенком, всё же не является удовлетворительной, в особенности при различении оранжевых и красных цветов, что заметно искажает цветопередачу человеческих лиц.

Металлогалогенные лампы типа ДРИ с достаточно белым светом внешне отличаются от ламп типа ДРЛ отсутствием люминесцентного слоя на колбе, лишённые этого недостатка, обладают значительно лучшим спектральным составом света за счёт добавления к парам ртути смеси иодидов натрия, таллия и индия, что повышает световую отдачу до 95лм/Вт, но сокращает среднюю продолжительность горения до 3000…10000ч.

Натриевые лампы высокого давления типа НЛВД, в них используется разряд в среде паров натрия при давлении около 200 Па, у них значительно улучшен спектр с преобладанием жёлтых лучей. Достоинством этих ламп является очень высокая световая отдача - 100 - 130лм/Вт при средней продолжительности горения порядка 10000…15000 ч.

Люминесцентным лампам высокого давления всех типов свойственен недостаток люминесцентных ламп низкого давления – пульсация светового потока. Для снижения пульсации их подключают поочерёдно к различным фазам трёхфазной сети переменного тока. Пуск и эксплуатация этих ламп осуществляются с помощью дросселей, которые обеспечивают стабилизацию тока в цепи лампы и повышения напряжения при пуске. В результате коэффициент мощности осветительной установки снижается примерно до 0,5. Для повышения коэффициента мощности необходимо подключить конденсаторы значительной ёмкости (при мощности лампы 250 Вт ёмкость конденсатора должна быть около 20 мкФ).

2.3. Определение мощности электрических источников света

После размещения светильников на плане цеха и установления высоты их подвеса над рабочей поверхностью следует определить мощность лампы светильника, обеспечивающего заданную освещённость. Освещённость рабочей поверхности, обеспечивающая нормальные условия труда, зависит от размера различаемого объекта, контраста его с фоном, степени отражения фона, системы освещения и типа источника света. Нормированные значения освещённости в люксах, отличающиеся друг от друга на одну ступень, определены шкалой: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

Для удобства выбора нормированной освещённости в справочниках по проектированию электрического освещения обобщены отраслевые нормы для различных производственных процессов соответствующей отрасли промышленности (мукомольной, хлебопекарной, кондитерской, молочной, мясной, сахарной, спиртовой).

Наиболее простым, но наименее точным методом определения мощности источников света для общего равномерного освещения, является расчёт по удельной мощности, которая представляет собой мощность, выраженную в ваттах, отнесённую к 1 м² пола при заданной освещённости рабочей поверхности в люксах.

Эта величина для определённых групп помещений имеет мало изменяющееся значение, которое зависит от типа светильника, высоты его расположения над рабочей поверхностью, площади помещения, заданной освещённости рабочей поверхности, а также коэффициентов отражения потолка, стен и рабочей поверхности.

Потребную мощность лампы вычисляют по формуле

- удельная мощность, выбранная из соответствующей таблицы, Вт/м²;

- площадь производственного помещения, м²;

- число светильников в данном помещении.

Полученное значение округляют до стандартного и при этом заканчивают выбор ламп светильников.

Метод коэффициента использования светового потока является более точным методом расчёта потребной мощности равномерно распределённых ламп осветительных установок.

В этом случае лампу выбирают по световому потоку

где - рекомендованная освещённость рабочей поверхности, лк;

- площадь помещения, м²;

– отношение средней освещённости к наименьшей;

– коэффициент запаса;

– число светильников;

– коэффициент использования светового потока ламп на заданной высоте расположения их относительно рабочей поверхности.

Отношение средней освещённости к наименьшей является функцией многих параметров, но в основном оно зависит от светораспределения светильников и относительного расстояния между ними L/H, c увеличением которого сверх рекомендованных значений оно резко возрастает. При отношении L/H, не превышающем рекомендованных значений, следует для светильников с лампами накаливания и типа ДРЛ принимать а для светильников с люминесцентными лампами при расположении их в виде светящихся линий - .

Коэффициент запаса, учитывающий износ лампы и загрязнение светильника, выбирают в зависимости от пыльности помещения и числа чисток светильников в год. Так, для светильников с лампами накаливания этот коэффициент принимают k = 1,15…1,7, а при использовании газоразрядных ламп – k = 1,3…2,0.

Коэффициент использования светового потока для стандартных светильников определяют по таблицам, составленным применительно к конкретным их типам, высоте расположения источников света над рабочей поверхностью Н, коэффициентам отражения потолка , стен и рабочей поверхности , а также по отношению размеров освещаемого пространства, характеризуемого индексом помещения i.

Коэффициент отражения рабочей поверхности принимают обычно равным 10% и только при заведомо светлом её поле – 30%.

Индекс помещения вычисляют по формуле

где - площадь помещения, м²;

- высота расположения светильников над рабочей поверхностью, м;

и - соответственно длина и ширина помещения, м.

Во всех случаях полученное значение i округляют до ближайшего табличного значения.

Выбранная стандартная лампа должна иметь световой поток, отличающийся от расчётного не более чем на – 10 или + 20%. При большем расхождении следует добиться лучшего совпадения световых потоков путём корректировки числа выбранных светильников.